JP2001064196A - 創傷治癒促進組成物 - Google Patents
創傷治癒促進組成物Info
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Abstract
程における瘢痕形成抑制に有用な組成物を提供すること
を課題とする。 【解決手段】 ミッドカイン(MK)ファミリーに属す
るポリペプチドが創傷治癒過程において、早期の創傷治
癒を促進し、その効果により、瘢痕形成を予防すること
を見出した。
Description
る組成物に関するものである。
ーゲンの細繊維からのより太いコラーゲン繊維束への構
築である。線維芽細胞集団を含むコラーゲンゲルは、こ
の過程を研究するための有用なin vitroの実験系である
(Bell, E. et al.: Proc. Natl. Acad. Sci., USA. 7
6: 1274-1278, 1979)。線維芽細胞とそれを取りまくコ
ラーゲン細線維との相互作用により、さらにちょう密で
コンパクトなマトリックスが形成され(Bell, E. et a
l.: Proc. Natl. Acad. Sci., USA. 76: 1274-1278,197
9; Buttle, D.J. and Ehrlich, H. : J. Cell Physio
l., 116: 159-166, 1983; Guidry, C. and Grinnell,
F. : J. Cell Sci., 79: 67-81, 1985)、結果として、
コラーゲンゲルのサイズが縮小する。この現象はゲル収
縮とよばれ、創傷治癒、線維症、瘢痕収縮、および形態
形成での重要な過程に類似していると考えられている。
ゲル収縮は、作用上細胞骨格に依存し、そして線維芽細
胞がコラーゲンゲル中を移動し伸展しいるさいに、線維
芽細胞が発揮するtractional forceの結果であることが
示唆されている(Stopak, D and Harris, A.K.: Dev. B
iol., 90: 383-398, 1982; Thomasek, J. and Akiyama,
S. : Anat. Rec., 234: 153-160, 1992)。トランスフ
ォーミング増殖因子(TGF-β)およびPDGFは、
コラーゲンゲル収縮を増強することが報告されている
(Moulin, V. et al.:Exp. Cell Res., 238: 283-293,
1998; Tingstorm, A. et al.: J. Cell Sci.,102: 315-
322, 1992)。しかしながら、創傷治癒過程の詳細な全容
は、未だ明らかではない。例えば、治癒過程に関与する
その他の重要な因子が存在すると考えられる。治癒過程
に関する分子について明確に理解することは、その過程
を制御し、創傷治癒の促進に貢献することになると考え
られる。
ノイン酸で誘導されるヘパリン結合性成長/分化因子
で、さまざまな組織の発達、および修復の制御に関与し
ている(Kadomatsu, K. et al.: Biochem. Biophys. Re
s. Commun., 151: 1312-1318,1988)、MKは、神経突起
伸展(Muramatsu, H. et al.: Dev. Biol. 159: 392-40
2, 1993)、神経細胞生存(Michikawa, M. et al.: J. N
eurosci. Res., 35: 530-539, 1993)、線溶(Kojima,
S. et al.: J. Biol. Chem., 270: 9590-9596, 1995)、
および好中球(Takada, T. et al.: J. Biochem., 122:
453-458, 1997)と神経細胞(Maeda, N. er al.: J. Bi
ol. Chem., 274: 12474-12479, 1999)の移動を促進す
る。また、MKは、ある種の細胞に対しマイトジェン活
性をもち(Muramatsu, H. and Muramatsu, T.: Biochem
Biophys. Res. Commun., 177:652-685, 1991)、細胞内
カルシウムを動員し(Takada, T. et al.: Biochem Bio
phys. Res. Commun., 241: 756-761, 1997)、ヒト皮膚
線維芽細胞のコラーゲン合成およびグリコサミノグリカ
ンの合成を刺激する(Yamada, H. et al.: Arch. Derma
tol. Res., 289: 429-433, 1997)。MKは、プレイオト
ロフィン(pleiotrophin : PTN)と、ほぼ、50%
の配列相同性をもち、他の増殖因子とは構造的に異なる
(Muramatsu, T.:Dev. Growth Differ., 36: 1-8, 199
4)。成人において、組織修復のさいに、しばしば、該組
織においてMKの発現が誘導される(Yoshida, Y. et a
l.: Dev. Brain Res., 85: 25-30, 1995)ので、本発明
者らは、MKが創傷治癒を促進するのでないかと考え
た。その治療可能性を評価するべくコラーゲンゲル収縮
でMKの効果を調べた。
新たな作用機作による創傷治癒過程における創傷治癒促
進に有用な組成物を提供することを課題とする。
を解決するために鋭意研究した結果、MKファミリーポ
リペプチドが、三次元コラーゲンゲル収縮系において、
初期にゲル収縮を促進し、創傷治癒の場面では、早期の
創傷閉鎖効果を有するこを見出した。すなわち、本発明
は、(1)ミッドカイン(MK)ファミリーに属するポ
リペプチドを有効成分とする創傷治癒過程における創傷
治癒促進組成物、(2)ミッドカイン(MK)ファミリ
ーに属するポリペプチドがミッドカインタンパク質であ
る(1)の創傷治癒促進組成物に関する。
の一般に容認される意味を含み、これには、進展、重篤
度、または結果として生じる症状、妨害、予防、制限お
よび遅延、最小化、阻止、または回復を含む。
は、瘢痕をもたらす状態を意味する。特に、皮膚創傷の
治癒、腱障害の治療、圧挫損傷の治癒、中枢神経系損傷
を含み、これらは、中枢神経系中の瘢痕組織の形成、発
作に由来する瘢痕組織の形成、および、例えば、損傷や
手術(例えば、腱治癒、および腹部の狭窄や癒着に適用
される)に起因する組織癒着をもたらす状態である。本
発明のMKポリペプチドあるいはPTNポリペプチド
は、当業界で知られている手順により、医薬品として製
剤化することができる。例えば、該ポリペプチドは、一
般的な賦形剤、希釈剤、もしくは担体と配合して、錠
剤、カプセル剤、軟膏剤、クリーム剤、懸濁液剤、粉末
剤等に製剤化することができる。
の場面では、早期の創閉鎖効果を有し、この作用は、創
傷治癒遅延部位に対して効果的であり、また、TGF-
β1と異なり、過度の創収縮が起こらないので、創傷治
癒過程での瘢痕形成を抑制することが期待される。それ
故に、哺乳類、例えば、ヒト患者の創傷に、精製MKポ
リペプチド、あるいは精製PTNポリペプチドを含む組
成物の有効量を適用することにより、早期に創傷治癒を
促進させ、瘢痕形成を抑制する。また、瘢痕形成を抑制
しながら、創傷治癒を促進する上記のような組成物は、
少なくとも1つの非線維症性成長因子を含むことができ
る。そのような成長因子は、例えば、FGF-1、FG
F-2、FGF-7、EGF、TGF-α、IL-10、I
L-12、IL-17、TGF-β1、およびIFN-αか
らなる群より選択される。
もしくは精製PTNポリペプチド、あるいはその両方の
混合の組成物を用いて、外傷、火傷等の治癒過程での瘢
痕形成を抑制することができる。瘢痕形成を抑制する方
法は、創傷の位置、および瘢痕形成の範囲に依存する。
特に、精製MKポリペプチド、もしくは精製PTNポリ
ペプチドを単独で、または、他の薬学上許容できる担体
と組み合わせて、創傷部位の表面に局所適用することが
でき、該ポリペプチドを創傷部位に注入することがで
き、または、該ポリペプチドを放出制御ポリマー中に導
入して、処置すべき領域に外科手術により移植すること
ができる。
必要とされる当該ポリペプチドの個々の経口用量は、病
態の重篤度、投与経路、および関連要因に依存し、これ
らは、担当医師により決定される。通例、容認される一
日の有効経口用量は、約0.1〜約1000mg/日、さらに、
一般的には、約50mg〜約200mgである。このうよう
な投薬量を、毎日1回〜約3回、必要ならばそれ以上の
回数で、十分な期間、そのような抑制を必要とする対象
者に投与して、瘢痕形成を有効に抑制する。
/mlの用量で、コラーゲンゲルの収縮を促進すしている
(図1)。最大収縮効果は12時間において観察され、
48時間においては、その効果がはっきりしなくなって
いる(図1)。これは、同じ結果が、24時間時点で、
最終濃度100ng/mlのMKを再度添加し場合に得ら
れたことから、培地中のMKの分解のためではない(デ
ーターは、示さない)。200ng/mlのMKは、10
0ng/mlのMKと効果が類似している(図1)が、1
0ng/ml、および50ng/mlのMKは効果が低下して
いる。MK100ng/ml、あるいはMK200ng/ml
のゲルの直径と、コントロールのゲルの直径との差は、
8、12、24時間で有意である(p<0.05)。アフィ
ニティー精製抗MK抗体は、MKの作用を阻害している
(図2)。組換えMK、および化学合成のPTNのゲル
収縮活性は、100ng/mlの濃度において、化学合成の
MKのゲル収縮活性と同じであった(データーは示さな
い)。それ故、MKのゲル収縮促進活性は、MK標品に
おける不純物のためではなく、その活性は、MKファミ
リーのメンバーであるPTNも有しているといえる。
することが知られている。そこで本発明者らは、TGF
-β1とMKのゲル収縮促進効果を比較した。TGF-β
は10ng/mlで最大の収縮活性を示すが(Thomasek,
J. et al.: Anat. Rec., 234:153-160,1992)、MK
は、12時間の時点でTGF-β1と同様の効果を示
す。しかしながら、TGF-β1は、48時間の時点で
も継続した促進効果を示している(図3)。これは、二
つの因子の作用モードが異なることを示している。これ
らの線維芽細胞は、コラーゲンゲル中、収縮の初期段階
において、二つの形、すなわち、初期には、短い突起状
の伸展(pseudopodial extension)をもつ細胞、および
伸展した突起(pseudopods)をもつ細胞の形をとる。M
K(図4-B、E)、あるいはTGF-β1(図4-C、
F)を含むコラーゲンゲルで線維芽細胞を培養し12時
間後に観察すると、MK添加群、TGF-β1添加群と
もに、対照群に比較して、伸展した突起をもつ線維芽細
胞の割合が著名に増加している。伸展した突起をもつ細
胞の、全細胞数に対する割合は、未処理の細胞、100
ng/mlのMKで処理した細胞、および10ng/mlのT
GF-β1で処理した細胞に対し、それぞれ、45.2%、6
5.1%、および70.8%であった。MKで処理した線維芽
細胞の形態的変化は、MKの作用が、細胞骨格的構築の
変化に導くことを示唆している。また、本発明者らは、
TGF-β1で処理した細胞は、時には、多数の糸状突
起(filopodia)をもつが(図4-F)、MKで処理した
細胞は、それより少ない数の糸状突起をもつ(図4-
E)ことに注目した。
の間、MKが強く発現している主要部位の一つである
(Kadomatsu, K. et al.: J. Cell Biol., 110:607-61
6, 1990; Mitsiaddis, T. A. et al.: Development, 12
1: 37-51, 1995)。本発明者らは、以前に、MKが、細
胞外マトリックス分子の合成を増強することを明らかに
した(Takada, T. et al.: Biochem. Biophys. Res. Co
mmun. 241:756-761, 1997)。MKのゲル収縮増強活性の
観察から、MKは、間葉細胞の形態形成運動にも関与し
ていることを示唆している。
ることが報告されている(Guidry,C. and Grinnell, F.
: J. Cell Biol., 104: 1097-1103, 1987)。線維芽細
胞は、通常、MKを合成しないが、少なくとも3T3
は、PTNを合成し(Merenmies, J.: FEBS Lett., 30
7: 297-300, 1992)、かつ、MKのゲル収縮増強活性に
類似した活性をもつ。それ故、ヘパリンの阻害活性は、
ヘパリン結合性増殖因子であるPTNとの相互作用に部
分的に貢献しているのかも知れない。換言すれば、PT
Nは、内因性のゲル収縮促進因子であるかも知れず、M
Kを外から付加するとゲル収縮をさらに増強するかも知
れない。
どのような皮膚損傷の治療に応用することが期待され
る。MKは、初期の段階で作用し、そして後期の段階で
活性が低下する。後期段階の過剰な収縮は、瘢痕形成に
導く(Olbrisch, R.R.: Ann. Plast. Surg., 26: 52-5
6, 1991)ので、MKは、臨床応用の適用に理想的であ
る。この点で、強いゲル収縮増強活性をもち続けるTG
F-βは、臨床応用の適用に適切ではない。PDGF
は、強いマイトジェン効果をもち、そして線維芽細胞の
数を増加させ、そしてまた、その効果は、瘢痕形成に導
く(Muramatsu, H. and Muramatsu, T.: Biochem. Biop
hys. Res. Commun. 177: 652-658, 1991)。したがっ
て、本発明者らの知るかぎり、MKは、瘢痕を形成する
ことなく、創傷治癒を促進するという、適切な特性をも
つ唯一の因子である。
プチド、あるいはPTNポリペプチドは、天然、化学合
成、遺伝子組換え等のいずれの由来であってもよい。ま
た、MKポリペプチド、あるいはPTNポリペプチドの
正確なアミノ酸配列に限定されない。MKポリペプチ
ド、あるいはPTNポリペプチドの生物学的機能を破壊
することなく、これらのポリペプチドの限定改変を行う
ことは、当該技術分野で公知の部位特異的突然変異誘発
技術により可能である。このような変異は、MKポリペ
プチド、あるいはPTNポリペプチドの遺伝子の一つ、
または二つ以上のヌクレオチドを含むヌクレオチドの置
換、欠失、または付加によって作製される変異を含む。
該変異は、コーディング領域、または非コーディング領
域、またはその両方を変異させ得る。コーディング領域
の変異は、保存的、または非保存的アミノ酸の置換、欠
失、または付加を生じ得る。これらの変異MKポリペプ
チド、あるいはPTNポリペプチドの創傷治癒促進活性
は、例えば、三次元コラーゲンゲル収縮培養系で調べる
ことができる。
るいはPTN遺伝子を発現させて得られるポリペプチド
について、修飾の性質および程度の大部分は、宿主細胞
での翻訳後修飾能およびポリペプチドのアミノ酸配列に
存在する修飾シグナルによって、決定されると考えられ
る。例えば、よく知られているように、グリコシレーシ
ョンは、E.coliでは起こらない。したがって、グリコシ
レーションが望ましい場合には、一般には、真核細胞中
で発現される。酵母や昆虫細胞は、しばしば、哺乳動物
と同じ翻訳後グリコシレーションを行う。本発明に用い
るMKポリペプチド、あるいはPTNポリペプチドは、
これらの修飾を含む。また、MKポリペプチド、あるい
はPTNポリペプチドを経口投与する場合、体内安定性
を付与するために、当該技術分野で公知の方法(Tsutsu
mi, Y. et al.: Br. J. Cancer., 74: 1090-1095, 199
5; Tsutsumi, Y. et al.: J. ControlRelease, 33: 447
-451, 1995)を用いて、水溶性高分子、例えば、ポリエ
チレングリコールやポリビニルピロリドン等を結合さ
せ、ハイブリッド化するこができる。
るが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。
ンゲル培養 材料および方法 材料 化学合成のヒトPTNおよびヒトMK(Inui, T. et a
l.: J. Pept. Sci., 2:28-39, 1996)は、ペプチド研究
所(大阪)から購入した。組換えヒトMKは、ピキア酵
母で産生したヒトMKを用いた(特開平9-95454公開公
報の実施例1配列番号:3)。組換えヒトTGF-β1
は、R&D systemic Inc(ミネアポリス, MN)から得
た。抗ヒトMK抗体は、文献記載(Muramatsu, H. et a
l.: Dev. Biol. 159: 392-402, 1993)の方法で調製し、
精製した。 ヒト皮膚線維芽細胞のコラーゲンゲル培養 正常皮膚由来線維芽細胞は、外科手術中の患者(平均年
齢15.5±5.1)から切除した正常皮膚組織を、組織片培
養(explant culture)して得た。細胞は、10%ウシ
胎仔血清(FCS)(Hyclone, Logan, UT)、100U
/mlペニシリン、100U/mlストレプトマイシン
を添加したDMEM(Gubco BRL, LifeTechnologies In
c., Rockville, MD)中に維持し、5%CO2/95%空
気の雰囲気下、37℃で増殖させた。細胞集団のダブリ
ングレベルが、15から20の間の細胞(継代数6〜1
0)を、以下の三次元コラーゲンゲル収縮培養系実験に
用いた。 ゲル収縮アッセイ コラーゲンゲルは、Bellの方法(Bell, E. et al.: Pro
c. Natl. Acad. Sci.,USA. 76: 1274-1278, 1979)にし
たがって調製した。すなわち、ペプシンで分解した0.3
%I型アテロコラーゲン(pepsin-processed typeIate
rocollagen : Koken, Co Ltd., Tokyo, Japan)、6倍濃
縮イーグル最少必須培地(MEM:Gibco BRL)、お
よびFCSを、4:1:1(V/V/V)の割合で混合
することによって、0.2%コラーゲン溶液(pH 7.3)を
調製した。線維芽細胞は、0.05%トリプシンおよび0.
02%EDTAを含むDulbeccoのリン酸緩衝液(PBS)
中に分散させた。線維芽細胞は、0.2%コラーゲン溶液
中に、1.0 × 105細胞/mlの密度で浮遊させ、6穴
の組織培養プレート(Falcon, Becton Dickinson Labwa
re, Franklin, NJ)に、3.0 ml/ディシュ注入した。5
%CO2/95%空気のもとで、37℃、2時間インキ
ュベーションした。コラーゲン・ゲルを、ダルベッコ改
変イーグル培地(Dulbecco's modified Eagle's medium
: DMEM)で2回注意深く洗浄後、10%のFC
S、および増殖因子を添加したDMEM1mlを添加し
た。コラーゲンゲルディスクの直径は、文献記載の方法
で測定した(Bell, E. et al.: Proc. Natl. Acad. Sc
i., USA. 76: 1274-1278, 1979)。 形態観察 コラーゲンゲル中の細胞は、PBSで3回洗浄し、5%
スクロースを含む4%パラホルムアルデヒドで30分間
室温で固定した。PBSで各5分間3回洗浄した。0.2
%トリトンX-100を含むPBSで5分間室温で処理
した。PBSで各5分間3回洗浄後、標本は、ローダミ
ンラベルファロイジン(phalloidin)(Molecular Prob
e Inc., Eugene, OR)で30分間染色した。各5分間3
回PBSで洗浄後、80%グリセロール中に包埋した。
それから、共焦点レーザー顕微鏡(laser scanning con
focal imaging system MRC 1024)(Nippon BIO RAD, T
okyo, Japan)で細胞を観察した。伸展した突起(elonge
nated pseudopods)をもつ細胞の、全細胞に対する割合
を文献記載の方法(Tomasek, J.J and Hay, E.D.:J. Ce
ll Biol.607-616, 1984)にしたがって測定した。 統計分析 測定値は、平均±標準偏差で示した。グループ平均は、
two-tailed Student'st-testを用いて比較した。差は、
ANOVAによって統計的に分析した。p<0.05をもつ測定値
を有意とみなした。
者の創傷に、精製MKポリペプチドあるいは精製PTN
ポリペプチドを含む組成物の有効量を適用することによ
り、瘢痕形成を抑制しながら、創傷治癒を促進すること
ができる。また、瘢痕形成を抑制しながら、創傷治癒を
促進する上記のような組成物は、少なくとも1つの非線
維症性成長因子を含むことができる。
ng/ml、あるいは200ng/mlを、三次元コラーゲン
ゲル収縮培養系に加えて、MKの、ゲル収縮に対する効
果を48時間観察し、ゲルの直径で示した図である。コ
ントロールは無添加である。
100ng/ml+アフィニティー精製抗MK抗体を、三
次元コラーゲンゲル収縮培養系に加えて、MKの、ゲル
収縮に対する効果を48時間観察し、ゲルの直径で示し
た図である。コントロールは無添加である。
としてTGF-β10ng/mlを、三次元コラーゲンゲル
収縮培養系に加えて、MK、あるいはTGF-βの、ゲ
ル収縮に対する効果を48時間観察し、ゲルの直径で示
した図である。コントロールは無添加である。
るいは比較対照としてTGF-β10ng/ml(図4-
C、F)を、三次元コラーゲンゲル収縮培養系に加え
て、MK、あるいはTGF-βの、ゲル収縮に対する効
果を12時間後に共焦点レーザー顕微鏡にて形態観察し
た図である。コントロール(図4-A、D)は無添加で
ある。
Claims (2)
- 【請求項1】ミッドカイン(MK)ファミリーに属する
ポリペプチドを有効成分とする創傷治癒過程における創
傷治癒促進組成物。 - 【請求項2】ミッドカイン(MK)ファミリーに属する
ポリペプチドがミッドカインタンパク質である請求項1
に記載の創傷治癒促進組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23676299A JP2001064196A (ja) | 1999-08-24 | 1999-08-24 | 創傷治癒促進組成物 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23676299A JP2001064196A (ja) | 1999-08-24 | 1999-08-24 | 創傷治癒促進組成物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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ID=17005426
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Country Status (1)
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